JP2001218201A - 並列画像復号装置，並列画像復号方法および並列画像復号用プログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逐次処理を基本とする復号器を複数用いて，
処理効率のよい並列画像復号装置を実現することを目的
とする。 【解決手段】 入力ビットストリーム分割部１は，入力
ビットストリームａを各種ヘッダ類に含まれるピクチャ
符号化情報とｎ個の分割ストリームｃとに分割し，ピク
チャ符号化情報と分割ストリームｃとを出力する。ｎ個
（ｎ≧２）の分割画像復号部２は，ピクチャ符号化情報
を用いて各々の分割ストリームｃを復号し，復号結果の
分割画像ｄと，その分割画像ｄの左上のマクロブロック
の位置を示す分割画像位置情報とを出力する。画像結合
部３は，分割画像位置情報を用いてｎ個の分割画像ｄを
結合し，その結合画像ｆを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，ＭＰＥＧなどの画
像符号化方法によって符号化されたビットストリームを
並列に復号する並列画像復号装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年，ＭＰＥＧなどの動画像のディジタ
ル符号化において，高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ）な
どの高精細画像を扱う需要が高まってきている。このよ
うな符号化データを扱う復号器は既存のものに比べ，多
量のデータを扱うため，莫大な演算量を実現する必要が
ある。これを解決するための手法として，（１）図１０
に示す逐次処理を基本とする復号処理を高速化する方法
と，（２）複数個の復号器を使用して並列処理で実現す
る方法と，が知られている。

【０００３】逐次処理を高速化する（１）のような方法
は，クロック周波数を上げることや，各処理の高速化ア
ルゴリズムを搭載することで実現している。この方法と
して，例えば下記の文献［１］［２］に記載されている
ものなどがある。複数個の復号器を使用して並列処理を
行う（２）のような方法については，復号器に部分的な
ビットストリームを解読可能な復号器を再設計すること
で並列処理による復号装置を実現している。この方法と
して，例えば下記の文献［３］に記載されているものな
どがある。

【０００４】文献［１］：Yung-Pin Lee, Liang-Gee Ch
en, and Chung-Wei Ku, "Architecture Design of MPEG
-2 Decoder System"，IEEE ICCE 95, pp.258-259． 文献［２］：Tatsuhiko Demura, Takeshi Oto, Kazukun
i Kitagaki, Shun-ichi Ishiwata, Goichi Otomo, Shuj
i Michinaka, Seigo Suzuki, Nobuyuki Goto,Masataka
Matsui, Hiroyuki Hara, Tetsu Nagamatsu, Katsuhiro
Seta, Takayoshi Shimazawa, Kenji Maeguchi, Toshino
ri Odaka, Yoshiharu Uetani, Tadahiro Oku, Tomoo Ya
makage, Takayasu Sakurai, "A Single-Chip MPEG2 Vid
eo Decoder LSI", IEEE ISSCC '94, pp.72 ． 文献［３］：岡田豊，小林孝之，“並列処理による画像
復号装置”，特開平８−７０４５７号公報。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＨＤＴＶ等の画面を復
号するために必要な演算量を実現するために，以下のよ
うな問題が生じる。

【０００６】（１）逐次処理を高速化する方法では，ク
ロック周波数を上げることや各処理の新たな高速化アル
ゴリズムを搭載する必要があるため，消費電力が増大す
るという問題，また新たな高速化アルゴリズムの開発／
再設計が必要になるという問題が生じる。

【０００７】（２）上記文献［３］に示されるような複
数個の復号器を使用して並列処理を行う方法では，部分
的なビットストリームを解読できる並列処理用の新たな
部分復号器を設計しなければならない。このように従来
の並列画像復号装置の構成では，既に開発された復号器
が存在するにもかかわらず，並列処理用の部分復号器を
新たに設計していた。また，入力ビットストリームは，
どの部分復号器にもそのまま入力されるため，部分復号
器前段におけるデータ転送量が多くなり，データ転送の
帯域幅を大きくしなければならない。さらに，プロセッ
サが高速になってきている現在ではソフトウェアによる
実装も考えられるが，文献［３］に示されるような並列
処理による画像復号装置では，復号時の画像サイズが均
等になるよう設定が固定されているため，バックグラウ
ンドジョブによって各復号器の復号処理時間がばらつく
ことがあった。従って，最も復号処理時間がかかる復号
器がボトルネックになることがあり，並列画像復号装置
の処理効率が低くなることがあつた。

【０００８】本発明の目的は，既に開発されている逐次
処理を基本とする復号器を複数用いて，並列画像復号装
置を提供可能にすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は，本発明の概要を
説明するための図である。本発明は，図１に示すよう
に，シーケンス層／ＧＯＰ（Group of Picture）層／ピ
クチャ層／スライス層／マクロブロック層／ブロック層
等の階層構成をとる画像符号化データを入力とし，入力
されたビットストリームを分割し，分割されたビットス
トリームを複数の画像復号器を用いて並列に復号し，動
画像を出力する並列画像復号装置であって，入力ビット
ストリームａを各種ヘッダ類に含まれるピクチャ符号化
情報とｎ個（ｎ≧２）の分割ストリームｃとに分割し，
ピクチャ符号化情報と分割ストリームｃとを出力する入
力ビットストリーム分割部１と，ピクチャ符号化情報を
用いて分割ストリームを復号し，復号結果の分割画像ｄ
と，その分割画像ｄの左上のマクロブロックの位置を示
す分割画像位置情報とを出力するｎ個の分割画像復号部
２と，分割画像位置情報を用いて，ｎ個の分割画像ｄを
結合し，その結果を動画像（結合画像ｆ）として出力す
る画像結合部３とを具備し，所定の画像復号処理を実現
することを主要な特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００１１】〔実施の形態１〕図２は，実施の形態１の
並列画像復号装置の構成例を示している。本構成例の装
置は，入力ビットストリーム分割部１と，分割画像復号
部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）がｎ個（ｎ≧２）と，画像結合部
３とで構成される。本構成例の全体の機能および動作
は，以下のとおりである。

【００１２】入力ビットストリームａ１は，入力ビット
ストリーム分割部１に入力され，符号化条件であるピク
チャ符号化情報ｂ１と，ｎ個の分割ストリームｃ１〜ｃ
ｎに分割される。ピクチャ符号化情報ｂ１は，全ての分
割画像復号部２１〜２ｎに出力され，各分割ストリーム
ｃ１〜ｃｎは，対応する分割画像復号部２１〜２ｎに出
力される。

【００１３】分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）では，
ピクチャ符号化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ
≦ｎ）とを入力とし，ピクチャ符号化情報ｂ１を用いて
分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）を復号し，その結果
である分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）を画像結合部３に出
力する。また，ピクチャ符号化情報ｂ１と分割ストリー
ムｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）から，分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦
ｎ）の左上のマクロブロックの位置を示す分割画像位置
情報ｅｍ（１≦ｍ≦ｎ）を求めて画像結合部３に出力す
る。

【００１４】画像結合部３では，分割画像位置情報ｅ１
〜ｅｎを用いて，分割画像ｄ１〜ｄｎを１つのフレーム
に構成し，動画像ｆ１を出力する。

【００１５】〔実施の形態２〕図３は，実施の形態２の
並列画像復号装置の構成例を示している。本構成例の装
置は，入力ビットストリーム分割部１と，分割画像復号
部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）がｎ個と，画像結合部３とで構成
される。入力ビットストリーム分割部１は，ヘッダ抽出
部１１と，ヘッダ処理部１２と，ストリーム分割部１３
と，制御部１４とで構成され，分割画像復号部２ｍ（１
≦ｍ≦ｎ）は，前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）と，画像
復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）とで構成される。本構成例
の全体の機能および動作は，以下のとおりである。

【００１６】入力ビットストリームａ１は，入力ビット
ストリーム分割部１に入力され，ヘッダ抽出部１１にお
いて，シーケンスヘッダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッ
ダからなるヘッダ群ｇ１とデータストリームｈ１とに分
割される。ヘッダ処理部１２において，シーケンスヘッ
ダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダからなるヘッダ群ｇ
１を用いてピクチャ符号化情報ｂ１を生成し，全ての分
割画像復号部２１〜２ｎに出力する。ストリーム分割部
１３において，データストリームｈ１をｎ個に分割し，
その各分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）は，対応する
分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）に出力される。制御
部１４において，制御信号ｊ１によってヘッダ処理部１
２とストリーム分割部１３のデータ出力の制御を行う。

【００１７】分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の前処
理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）において，入力ビットストリ
ーム分割部１の出力であるピクチャ符号化情報ｂ１と分
割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）とを結合することで結
合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像復号部
２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）に出力する。また，ピクチャ符号
化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）から，
分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）の左上のマクロブロックの
位置を示す分割画像位置情報ｅｍ（１≦ｍ≦ｎ）を求め
て画像結合部３に出力する。画像復号部２ｍ２（１≦ｍ
≦ｎ）において，結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）を
復号し，この復号結果である分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦
ｎ）を画像結合部３に出力する。

【００１８】画像結合部３では，分割画像位置情報ｅ１
〜ｅｎを用いて，分割画像ｄ１〜ｄｎを結合し，動画像
ｆ１を出力する。

【００１９】〔実施の形態３〕図４は，実施の形態３の
並列画像復号装置の構成例を示している。本構成例の装
置は，入力ビットストリーム分割部１と，分割画像復号
部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）がｎ個と，画像結合部３とで構成
される。入力ビットストリーム分割部１は，ヘッダ抽出
部１１と，ヘッダ処理部１２と，ストリーム分割部１３
と，制御部１４とで構成され，分割画像復号部２ｍ（１
≦ｍ≦ｎ）は，前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）と，画像
復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）とで構成される。また，入
力ビットストリーム分割部１における制御部１４は，同
期制御手段１４１と，割当スライス数指示手段１４２と
を具備する。本構成例の全体の機能および動作は，以下
のとおりである。

【００２０】入力ビットストリームａ１は，入力ビット
ストリーム分割部１に入力され，ヘッダ抽出部１１にお
いて，シーケンスヘッダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッ
ダからなるヘッダ群ｇ１とデータストリームｈ１とに分
割される。ヘッダ処理部１２において，シーケンスヘッ
ダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダからなるヘッダ群ｇ
１を用いてピクチャ符号化情報ｂ１を生成し，全ての分
割画像復号部２１〜２ｎに出力する。ストリーム分割部
１３において，データストリームｈ１は，制御部１４の
割当スライス数指示手段１４２によって指示される割当
スライス数ｋ１で，スライス層を単位として分割ストリ
ームｃ１〜ｃｎに分割される。各分割ストリームｃｍ
（１≦ｍ≦ｎ）は，対応する分割画像復号部２ｍ（１≦
ｍ≦ｎ）に出力される。制御部１４において，ピクチャ
符号化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）の
同期を取るために，同期制御手段１４１を用いて制御信
号ｊ１をヘッダ処理部１２とストリーム分割部１３に送
出し，これにより両者のデータ出力の同期制御を行う。
また割当スライス数指示手段１４２を用いて，ストリー
ム分割部１３に割当スライス数ｋ１を指示する。

【００２１】分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）では，
前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）において，入力ビットス
トリーム分割部１の出力であるピクチャ符号化情報ｂ１
と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）を連結することで
結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像復号
部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）に出力する。また，ピクチャ符
号化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）か
ら，分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）の左上のマクロブロッ
クの位置を示す分割画像位置情報ｅｍ（１≦ｍ≦ｎ）を
求めて画像結合部３に出力する。画像復号部２ｍ２（１
≦ｍ≦ｎ）において，結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦
ｎ）を復号処理し，この復号結果である分割画像ｄｍ
（１≦ｍ≦ｎ）を画像結合部３に出力する。

【００２２】画像結合部３では，分割画像位置情報ｅ１
〜ｅｎを用いて，分割画像ｄ１〜ｄｎを結合し，動画像
ｆ１を出力する。

【００２３】〔実施の形態４〕図５は，実施の形態４の
並列画像復号装置の構成例を示している。本構成例の装
置は，入力ビットストリーム分割部１と，分割画像復号
部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）がｎ個と，画像結合部３とで構成
される。入力ビットストリーム分割部１は，ヘッダ抽出
部１１と，ヘッダ処理部１２と，ストリーム分割部１３
と，制御部１４とで構成され，分割画像復号部２ｍ（１
≦ｍ≦ｎ）は，前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）と，画像
復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）とで構成される。また，入
力ビットストリーム分割部１におけるストリーム分割部
１３は，スライスヘッダサーチ手段１３１と，スライス
ヘッダカウント手段１３２と，スライス分割手段１３３
とを具備し，制御部１４は，同期制御手段１４１と，割
当スライス数指示手段１４２とを具備する。本構成例の
全体の機能および動作は，以下のとおりである。

【００２４】入力ビットストリームａ１は，入力ビット
ストリーム分割部１に入力され，ヘッダ抽出部１１にお
いて，シーケンスヘッダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッ
ダからなるヘッダ群ｇ１とデータストリームｈ１とに分
割される。ヘッダ処理部１２において，シーケンスヘッ
ダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダからなるヘッダ群ｇ
１を用いてピクチャ符号化情報ｂ１を生成し，全ての分
割画像復号部２１〜２ｎに出力する。ストリーム分割部
１３において，スライスヘッダサーチ手段１３１とスラ
イスヘッダカウンタ手段１３２によってデータストリー
ムｈ１のスライス数をカウントする。データストリーム
ｈ１は，制御部１４の割当スライス数指示手段１４２に
よって指示される割当スライス数ｋ１で，スライス分割
手段１３３によってスライス層を単位として分割ストリ
ームｃ１〜ｃｎに分割される。各分割ストリームｃｍ
（１≦ｍ≦ｎ）は，対応する分割画像復号部２ｍ（１≦
ｍ≦ｎ）に出力される。

【００２５】制御部１４において，ピクチャ符号化情報
ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）の同期を取る
ために，同期制御手段１４１を用いて制御信号ｊ１をヘ
ッダ処理部１２とストリーム分割部１３とに送出し，こ
れにより両者のデータ出力の同期制御を行う。また，割
当スライス数指示手段１４２を用いて，ストリーム分割
部１３に割当スライス数ｋ１を指示する。

【００２６】分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）では，
前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）において，入力ビットス
トリーム分割部１の出力であるピクチャ符号化情報ｂ１
と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）を連結すること
で，結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像
復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）に出力する。また，ピクチ
ャ符号化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）
から，分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）の左上のマクロブロ
ックの位置を示す分割画像位置情報ｅｍ（１≦ｍ≦ｎ）
を求めて画像結合部３に出力する。画像復号部２ｍ２
（１≦ｍ≦ｎ）において，結合ストリームｉｍ（１≦ｍ
≦ｎ）を復号処理し，この復号結果である分割画像ｄｍ
（１≦ｍ≦ｎ）を画像結合部３に出力する。

【００２７】画像結合部３では，分割画像位置情報ｅ１
〜ｅｎを用いて，分割画像ｄ１〜ｄｎを結合し，動画像
ｆ１を出力する。

【００２８】〔実施の形態５〕図６は，実施の形態５の
並列画像復号装置の構成例を示し，図７は，その実施の
形態５における分割画像復号部の詳細な構成例を示して
いる。本構成例の装置は，入力ビットストリーム分割部
１と，分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）がｎ個と，画
像結合部３とで構成される。入力ビットストリーム分割
部１は，ヘッダ抽出部１１，ヘッダ処理部１２，ストリ
ーム分割部１３，制御部１４で構成され，分割画像復号
部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）は，前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦
ｎ）と，画像復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）と，データ転
送部２ｍ３（１≦ｍ≦ｎ）とで構成される。また，入力
ビットストリーム分割部１におけるストリーム分割部１
３は，スライスヘッダサーチ手段１３１と，スライスヘ
ッダカウント手段１３２と，スライス分割手段１３３と
を具備し，制御部１４は，同期制御手段１４１と，割当
スライス数指示手段１４２とを具備する。

【００２９】さらに，画像復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）
は，図７に示すように，可変長符号復号部２ｍ２１（１
≦ｍ≦ｎ）と，逆量子化部２ｍ２２（１≦ｍ≦ｎ）と，
逆ＤＣＴ部２ｍ２３（１≦ｍ≦ｎ）と，動き補償部２ｍ
２４（１≦ｍ≦ｎ）と，フレームメモリ２ｍ２５（１≦
ｍ≦ｎ）とを具備する。本構成例の全体の機能および動
作は，以下のとおりである。

【００３０】入力ビットストリームａ１は，入力ビット
ストリーム分割部１に入力され，ヘッダ抽出部１１にお
いて，シーケンスヘッダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッ
ダからなるヘッダ群ｇ１とデータストリームｈ１とに分
割される。ヘッダ処理部１２において，シーケンスヘッ
ダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダからなるヘッダ群ｇ
１を用いてピクチャ符号化情報ｂ１を生成し，全ての分
割画像復号部２１〜２ｎに出力する。ストリーム分割部
１３において，スライスヘッダサーチ手段１３１とスラ
イスヘッダカウンタ手段１３２によってデータストリー
ムｈ１のスライス数をカウントする。データストリーム
ｈ１は，制御部１４の割当スライス数指示手段１４２に
よって指示される割当スライス数ｋ１で，スライス分割
手段１３３によってスライス層を単位として分割ストリ
ームｃ１〜ｃｎに分割される。各分割ストリームｃｍ
（１≦ｍ≦ｎ）は，対応する分割画像復号部２ｍ（１≦
ｍ≦ｎ）に出力される。

【００３１】制御部１４において，ピクチャ符号化情報
ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）の同期を取る
ために，同期制御手段１４１を用いて制御信号ｊ１をヘ
ッダ処理部１２とストリーム分割部１３に送出し，これ
により両者のデータ出力の同期制御を行う。また，割当
スライス数指示手段１４２を用いてストリーム分割部１
３に割当スライス数ｋ１を指示する。

【００３２】分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の前処
理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）において，入力ビットストリ
ーム分割部１の出力であるピクチャ符号化情報ｂ１と分
割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）とを結合することで，
結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像復号
部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）に出力する。また，ピクチャ符
号化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）か
ら，分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）の左上のマクロブロッ
クの位置を示す分割画像位置情報ｅｍ（１≦ｍ≦ｎ）を
求めて画像結合部３に出力する。

【００３３】画像復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）では，図
７に示すように，結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）
は，可変長符号復号部２ｍ２１（１≦ｍ≦ｎ）で，量子
化変換係数ｌｍ（１≦ｍ≦ｎ）に復号され，逆量子化部
２ｍ２２（１≦ｍ≦ｎ）へ出力される。同時に動きベク
トル情報ｑｍが，データ転送部２ｍ３に出力される。量
子化変換係数ｌｍは，逆量子化部２ｍ２２（１≦ｍ≦
ｎ）においてＤＣＴ係数ｏｍ（１≦ｍ≦ｎ）に変換さ
れ，逆ＤＣＴ部２ｍ２３（１≦ｍ≦ｎ）に出力される。
逆ＤＣＴ部２ｍ２３（１≦ｍ≦ｎ）において，ＤＣＴ係
数ｏｍは，予測誤差ｐｍ（１≦ｍ≦ｎ）に変換され，動
き補償部２ｍ２４（１≦ｍ≦ｎ）に出力される。

【００３４】動き補償部２ｍ２４（１≦ｍ≦ｎ）では，
フレームメモリ２ｍ２５（１≦ｍ≦ｎ）内の参照画像ｒ
ｍ（１≦ｍ≦ｎ）と予測誤差ｐｍ（１≦ｍ≦ｎ）とから
分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像結合部３に
出力する。また，参照画像ｒｍ（１≦ｍ≦ｎ）がフレー
ムメモリ２ｍ２５（１≦ｍ≦ｎ）内に存在しないときに
は，データ転送部２ｍ３（１≦ｍ≦ｎ）において，動き
ベクトル情報ｑｍ（１≦ｍ≦ｎ）を用い，所望の参照画
像が存在する分割画像復号部２ｋ（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠
ｍ）を特定し，データ転送要求を出す。その転送要求を
受けた画像復号部２ｋ（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）における
データ転送部２ｋ３（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）は，フレー
ムメモリ２ｋ２５（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）から所望の参
照画像ｒｋ（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）を読み出し，データ
転送部２ｍ３（１≦ｍ≦ｎ）に転送する。

【００３５】画像結合部３では，分割画像位置情報ｅ１
〜ｅｎを用いて，分割画像ｄ１〜ｄｎを結合し，動画像
ｆ１を出力する。

【００３６】〔実施の形態６〕図８は，実施の形態６の
並列画像復号装置の構成例を示し，図９は，その実施の
形態６における分割画像復号部の詳細な構成例を示して
いる。本構成例の装置は，入力ビットストリーム分割部
１と，分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）がｎ個と，画
像結合部３とで構成される。入力ビットストリーム分割
部１は，ヘッダ抽出部１１，ヘッダ処理部１２，ストリ
ーム分割部１３，制御部１４で構成され，分割画像復号
部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）は，前処理部２ｍ１（１≦ｍ≦
ｎ）と，画像復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）と，データ転
送部２ｍ３（１≦ｍ≦ｎ）と，復号時間計測部２ｍ４
（１≦ｍ≦ｎ）とで構成される。また，入力ビットスト
リーム分割部１におけるストリーム分割部１３は，スラ
イスヘッダサーチ手段１３１と，スライスヘッダカウン
ト手段１３２と，スライス分割手段１３３とを具備し，
制御部１４は，同期制御手段１４１と，割当スライス数
決定手段１４２１を備えた割当スライス数指示手段１４
２とを具備する。

【００３７】さらに，画像復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）
は，図９に示すように，可変長符号復号部２ｍ２１（１
≦ｍ≦ｎ）と，逆量子化部２ｍ２２（１≦ｍ≦ｎ）と，
逆ＤＣＴ部２ｍ２３（１≦ｍ≦ｎ）と，動き補償部２ｍ
２４（１≦ｍ≦ｎ）と，フレームメモリ２ｍ２５（１≦
ｍ≦ｎ）とを具備する。本構成例の全体の機能および動
作は，以下のとおりである。

【００３８】入力ビットストリームａ１は，入力ビット
ストリーム分割部１に入力され，ヘッダ抽出部１１にお
いて，シーケンスヘッダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッ
ダからなるヘッダ群ｇ１とデータストリームｈ１に分割
される。ヘッダ処理部１２において，シーケンスヘッ
ダ，ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダからなるヘッダ群ｇ
１を用いてピクチャ符号化情報ｂ１を生成し，全ての分
割画像復号部２１〜２ｎに出力する。ストリーム分割部
１３において，スライスヘッダサーチ手段１３１とスラ
イスヘッダカウント手段１３２によってデータストリー
ムｈ１のスライス数をカウントする。データストリーム
ｈ１は，制御部１４の割当スライス数指示手段１４２に
よって指示される割当スライス数ｋ１で，スライス分割
手段１３３によってスライス層を単位として分割ストリ
ームｃ１〜ｃｎに分割される。各分割ストリームｃｍ
（１≦ｍ≦ｎ）は，対応する分割画像復号部２ｍ（１≦
ｍ≦ｎ）に出力される。

【００３９】制御部１４において，ピクチャ符号化情報
ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）の同期を取る
ために，同期制御手段１４１を用いて制御信号ｊ１をヘ
ッダ処理部１２とストリーム分割部１３に送出し，これ
により両者のデータ出力の同期制御を行う。また，割当
スライス数決定手段１４２１を用いて復号時間情報ｓ１
に基づいて分割ストリームｃ１〜ｃｎの割当スライス数
ｋ１を決定し，割当スライス数指示手段１４２を用いて
ストリーム分割部１３に割当スライス数ｋ１を指示す
る。例として，各分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）に
おける処理時間の逆数の比になるように割当スライス数
ｋ１を決定することが考えられる。

【００４０】分割画像復号部２ｍ（１≦ｍ≦ｎ）の前処
理部２ｍ１（１≦ｍ≦ｎ）において，入力ビットストリ
ーム分割部１の出力であるピクチャ符号化情報ｂ１と分
割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）とを結合することで，
結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像復号
部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）に出力する。また，ピクチャ符
号化情報ｂ１と分割ストリームｃｍ（１≦ｍ≦ｎ）か
ら，分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）の左上のマクロブロッ
クの位置を示す分割画像位置情報ｅｍ（１≦ｍ≦ｎ）を
求めて画像結合部３に出力する。

【００４１】画像復号部２ｍ２（１≦ｍ≦ｎ）では，図
９に示すように，結合ストリームｉｍ（１≦ｍ≦ｎ）
は，可変長符号復号部２ｍ２１（１≦ｍ≦ｎ）で，量子
化変換係数ｌｍ（１≦ｍ≦ｎ）に復号され，逆量子化部
２ｍ２２（１≦ｍ≦ｎ）へ出力される。同時に動きベク
トル情報ｑｍが，データ転送部２ｍ３に出力される。量
子化変換係数ｌｍは，逆量子化部２ｍ２２（１≦ｍ≦
ｎ）においてＤＣＴ係数ｏｍ（１≦ｍ≦ｎ）に変換さ
れ，逆ＤＣＴ部２ｍ２３（１≦ｍ≦ｎ）に出力される。
逆ＤＣＴ部２ｍ２３（１≦ｍ≦ｎ）において，ＤＣＴ係
数ｏｍは，予測誤差ｐｍ（１≦ｍ≦ｎ）に変換され，動
き補償部２ｍ２４（１≦ｍ≦ｎ）に出力される。

【００４２】動き補償部２ｍ２４（１≦ｍ≦ｎ）では，
フレームメモリ２ｍ２５（１≦ｍ≦ｎ）内の参照画像ｒ
ｍ（１≦ｍ≦ｎ）と予測誤差ｐｍ（１≦ｍ≦ｎ）とから
分割画像ｄｍ（１≦ｍ≦ｎ）を生成し，画像結合部３に
出力する。また，参照画像ｒｍ（１≦ｍ≦ｎ）がフレー
ムメモリ２ｍ２５（１≦ｍ≦ｎ）内に存在しないときに
は，データ転送部２ｍ３（１≦ｍ≦ｎ）において，動き
ベクトル情報ｑｍ（１≦ｍ≦ｎ）を用い，所望の参照画
像が存在する分割画像復号部２ｋ（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠
ｍ）を特定し，データ転送要求を出す。その転送要求を
受けた画像復号部２ｋ（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）における
データ転送部２ｋ３（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）は，フレー
ムメモリ２ｋ２５（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）から所望の参
照画像ｒｋ（１≦ｋ≦ｎ，ｋ≠ｍ）を読み出し，データ
転送部２ｍ３（１≦ｍ≦ｎ）に転送する。さらに，復号
時間計測部２ｍ４（１≦ｍ≦ｎ）において，復号時間を
測定し，その結果を復号時間情報ｓ１として，入力ビッ
トストリーム分割部１に出力する。

【００４３】画像結合部３では，分割画像位置情報ｅ１
〜ｅｎを用いて，分割画像ｄ１〜ｄｎを結合し，動画像
ｆ１を出力する。

【００４４】以上，本発明の実施の形態を説明したが，
上記実施の形態における各部はハードウェアまたはソフ
トウェアのいずれによっても実現することができる。ソ
フトウェアによって実現するためのコンピュータに実行
させるプログラムは，コンピュータが読み取り可能な可
搬媒体メモリ，半導体メモリ，ハードディスクなどの適
当な記録媒体に格納することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
以下に示すような利点が生じる。 （１）復号装置を並列構成にすることで，各分割復号器
のクロック周波数を下げることができ，消費電力を下げ
ることができる。 （２）画像復号部として逐次的処理を行う既存の復号器
を用いることが可能であるため，容易に並列構成の画像
復号器を実現することができ，開発コストを下げること
ができる。また，入力ビットストリーム分割部におい
て，入力ビットストリームを分割して，復号するデータ
を含むストリームだけを画像復号部に出力するため，デ
ータ転送量を削減し，転送帯域幅を抑えることができ
る。さらに，各分割画像復号部における復号時間を用い
たフイードバック制御が実現できるため，各復号器の処
理時間のばらつきによる並列画像復号装置の処理効率の
低下を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明するための図である。

【図２】実施の形態１の並列画像復号装置の構成例を示
す図である。

【図３】実施の形態２の並列画像復号装置の構成例を示
す図である。

【図４】実施の形態３の並列画像復号装置の構成例を示
す図である。

【図５】実施の形態４の並列画像復号装置の構成例を示
す図である。

【図６】実施の形態５の並列画像復号装置の構成例を示
す図である。

【図７】実施の形態５における分割画像復号部の詳細な
構成例を示す図である。

【図８】実施の形態６の並列画像復号装置の構成例を示
す図である。

【図９】実施の形態６における分割画像復号部の詳細な
構成例を示す図である。

【図１０】従来の画像復号装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 入力ビットストリーム分割部 １１ ヘッダ抽出部 １２ ヘッダ処理部 １３ ストリーム分割部 １３１ スライスヘッダサーチ手段 １３２ スライスヘッダカウント手段 １３３ スライス分割手段 １４ 制御部 １４１ 同期制御手段 １４２ 割当スライス数指示手段 １４２１ 割当スライス数決定手段 ２，２ｍ 分割画像復号部 ２ｍ１ 前処理部 ２ｍ２ 画像復号部 ２ｍ２１ 可変長符号復号部 ２ｍ２２ 逆量子化部 ２ｍ２３ 逆ＤＣＴ部 ２ｍ２４ 動き補償部 ２ｍ２５ フレームメモリ ２ｍ３ データ転送部 ２ｍ４ 復号時間計測部 ３ 画像結合部 ａ，ａ１ 入力ビットストリーム ｂ１ ピクチャ符号化情報 ｃ，ｃｍ 分割ストリーム ｄ，ｄｍ 分割画像 ｅｍ 分割画像位置情報 ｆ 結合画像 ｆ１ 動画像 ｇ１ ヘッダ群 ｈ１ データストリーム ｉｍ 結合ストリーム ｋ１ 割当スライス数 ｓ１ 復号時間情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沼 次郎 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK13 MA00 MA23 MC11 MC38 ME01 PP04 RE01 SS03 SS20 UA05 UA33

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像符号化データを入力ビットストリー
   ムとし，その入力されたビットストリームを分割し，分
   割されたビットストリームを複数の画像復号器を用いて
   並列に復号し，動画像を出力する並列画像復号装置であ
   って，前記入力ビットストリームを，各種ヘッダ類に含
   まれる符号化条件に関するピクチャ符号化情報と，それ
   以外の符号化データのストリームをｎ個（ｎ≧２）に分
   割した分割ストリームとに分割し，前記ピクチャ符号化
   情報と前記ｎ個の分割ストリームとを出力する入力ビッ
   トストリーム分割部と，前記ピクチャ符号化情報を用い
   て前記分割ストリームを復号し，該復号結果である分割
   画像と，該分割画像の左上のマクロブロックの位置を示
   す分割画像位置情報とを出力するｎ個の分割画像復号部
   と，前記分割画像位置情報を用いてｎ個の分割画像を結
   合し，その結果を動画像として出力する画像結合部とを
   具備することを特徴とする並列画像復号装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の並列画像復号装置にお
   いて，シーケンス層／ＧＯＰ層／ピクチャ層／スライス
   層／マクロブロック層／ブロック層等の階層構造をとる
   画像符号化データを入力ビットストリームとし，前記入
   力ビットストリーム分割部として，前記入力ビットスト
   リーム内の各種ヘッダ類を検出し，シーケンスヘッダ，
   ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダのヘッダ群と，一つ以上
   の連続するスライス層からなるデータストリームとに分
   割するヘッダ抽出部と，抽出されたシーケンスヘッダ，
   ＧＯＰヘッダ，ピクチャヘッダのヘッダ群を用いてピク
   チャ符号化情報を生成し，全ての前記分割画像復号部に
   出力するヘッダ処理部と，前記データストリームをｎ個
   （ｎ≧２）に分割し，前記分割画像復号部に分割ストリ
   ームを出力するストリーム分割部と，前記ヘッダ処理部
   および前記ストリーム分割部の出力データを制御する制
   御部とを具備し，前記分割画像復号部として，前記分割
   ストリームにピクチャ符号化情報を付加し，その結果の
   結合ストリームとピクチャ符号化情報と分割ストリーム
   とから分割画像の左上のマクロブロックの位置を示す分
   割画像位置情報を出力する前処理部と，前記結合ストリ
   ームを復号し，分割画像を出力する画像復号部とを具備
   することを特徴とする並列画像復号装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の並列画像復号装置にお
   いて，前記入力ビットストリーム分割部の制御部とし
   て，前記ヘッダ処理部と前記ストリーム分割部のデータ
   出力の同期をとる同期制御手段と，各分割ストリームに
   割り当てるスライス数を指示する割当スライス数指示手
   段とを具備することを特徴とする並列画像復号装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の並列画像復号装置にお
   いて，前記入力ビットストリーム分割部のストリーム分
   割部として，前記データストリーム中のスライスヘッダ
   をサーチするスライスヘッダサーチ手段と，前記スライ
   スヘッダをカウントするスライスヘッダカウント手段
   と，スライス層毎にデータストリームを分割するスライ
   ス分割手段とを具備し，前記入力ビットストリーム分割
   部の制御部として，前記ヘッダ処理部と前記ストリーム
   分割部のデータ出力の同期をとる同期制御手段と，各分
   割ストリームに割り当てるスライス数を指示する割当ス
   ライス数指示手段とを具備することを特徴とする並列画
   像復号装置。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載の並列画
   像復号装置において，前記分割画像復号部として，該分
   割画像復号部の前処理部から出力される結合ストリーム
   を復号し，量子化変換係数と動きベクトル情報を出力す
   る可変長符号復号部と，該可変長符号復号部から出力さ
   れる量子化変換係数を逆量子化し，ＤＣＴ係数を出力す
   る逆量子化部と，該逆量子化部から出力されるＤＣＴ係
   数を逆ＤＣＴ処理し，予測誤差を出力する逆ＤＣＴ部
   と，前記予測誤差と参照画像から動き補償を行い，分割
   画像を出力する動き補償部と，該動き補償部から出力さ
   れる参照画像を一時的に蓄えるためのフレームメモリ
   と，動きベクトル情報に基づいて，前記フレームメモリ
   内の参照画像を入出力するデータ転送部とを具備するこ
   とを特徴とする並列画像復号装置。
6. 【請求項６】 請求項３，請求項４または請求項５に記
   載の並列画像復号装置において，前記分割画像復号部と
   して，前記画像復号部における復号時間を計測し，復号
   時間情報を出力する復号時間計測部を具備し，前記入力
   ビットストリーム分割部における制御部の割当スライス
   数指示手段として，前記各分割画像復号部の出力する復
   号時間情報を用いて，各分割ストリームに割り当てるス
   ライス数を決定する割当スライス数決定手段を具備する
   ことを特徴とする並列画像復号装置。
7. 【請求項７】 画像符号化データを入力ビットストリー
   ムとし，その入力されたビットストリームを分割し，分
   割されたビットストリームを複数の画像復号手段を用い
   て並列に復号し，動画像を出力する並列画像復号方法で
   あって，前記入力ビットストリームを，各種ヘッダ類に
   含まれる符号化条件に関するピクチャ符号化情報と，そ
   れ以外の符号化データのストリームをｎ個（ｎ≧２）に
   分割した分割ストリームとに分割し，前記ピクチャ符号
   化情報と前記ｎ個の分割ストリームとを出力する過程
   と，複数の画像復号手段を用いて，前記ピクチャ符号化
   情報に基づき前記ｎ個の分割ストリームの各々を復号
   し，該復号結果である分割画像と，該分割画像の左上の
   マクロブロックの位置を示す分割画像位置情報とを出力
   する過程と，前記分割画像位置情報を用いてｎ個の分割
   画像を結合し，その結果を動画像として出力する過程と
   を有することを特徴とする並列画像復号方法。
8. 【請求項８】 画像符号化データを入力ビットストリー
   ムとし，その入力されたビットストリームを分割し，分
   割されたビットストリームを複数の画像復号手段を用い
   て並列に復号し，動画像を出力する並列画像復号方法
   を，コンピュータによって実行するためのプログラムを
   記録した記録媒体であって，前記入力ビットストリーム
   を，各種ヘッダ類に含まれる符号化条件に関するピクチ
   ャ符号化情報と，それ以外の符号化データのストリーム
   をｎ個（ｎ≧２）に分割した分割ストリームとに分割
   し，前記ピクチャ符号化情報と前記ｎ個の分割ストリー
   ムとを出力する処理と，複数の画像復号手段を用いて，
   前記ピクチャ符号化情報に基づき前記ｎ個の分割ストリ
   ームの各々を復号し，該復号結果である分割画像と，該
   分割画像の左上のマクロブロックの位置を示す分割画像
   位置情報とを出力する処理と，前記分割画像位置情報を
   用いてｎ個の分割画像を結合し，その結果を動画像とし
   て出力する処理とを，コンピュータに実行させるための
   プログラムを記録したことを特徴とする並列画像復号用
   プログラム記録媒体。